Фамилия Наталочкина — это женская форма, а мужская, соответственно, Наталочкин. Она образована от имени или прозвища, и здесь есть два основных пути, по которым могла пойти история.

Первый и самый очевидный вариант — от уменьшительной формы имени Наталья. В русской народной традиции имя Наталья (от латинского «рождество») давало множество производных: Наталка, Наташа, Натаха. Форма «Наталочка» — это ласкательный вариант, который вполне мог закрепиться как домашнее, а затем и уличное прозвище. Суффикс -к- в основе («Наталочк-а») указывает на то, что прозвище было именно уменьшительным, а не полным именем. От такого прозвища и пошла фамилия: «чей?» — Наталочкин, то есть сын или потомок Наталочки.

Однако есть и вторая, менее очевидная версия. В русских говорах, особенно на юге и в центральных областях, слово «наталок» или «натала» могло иметь иное, некалендарное значение. Например, в некоторых диалектах «натала» — это нерасторопный, медлительный человек. Если основа «Натал-» связана с глаголом «наталкивать» (наставлять, направлять), то прозвище Наталочка могло получить человек, который постоянно кого-то «наталкивал» на что-то, был навязчивым советчиком или, наоборот, сам ходил «наталкиваясь» на всех. Но эта версия менее вероятна, чем первая, так как имя Наталья было чрезвычайно распространено, и фамилии от него встречаются повсеместно (Натальин, Натальцев, Наталов). Вариант с суффиксом -очк- встречается реже, что как раз и делает фамилию Наталочкина более редкой и локальной.

С точки зрения географии, фамилия Наталочкина не относится к числу широко распространённых. Её можно встретить скорее в центральных и южных регионах России, там, где были сильны традиции украинского и белорусского влияния на русскую речь (формы на «-очка» и «-ечка» там более употребительны). В официальных документах XIX века такая фамилия могла появиться у крестьян или мещан, у которых в быту прочно закрепилось домашнее имя Наталочка, перешедшее затем в официальный статус.

Таким образом, скорее всего, предок носительницы этой фамилии был сыном или внуком женщины по имени Наталья, которую в семье ласково звали Наталочкой. Это фамилия, которая хранит тепло домашнего обращения и указывает на то, что имя было не просто формальным, а живым.